Практические задания

1. Снятие временных зависимостей.

П

родемонстрировать временную развертку пилообразного сигнала и определить его характеристики (амплитуду и частоту). Для этого в качестве источника пилообразного напряжения можно использовать выход на боковой панели другого осциллографа (Рис. 4). Зарисовать полученную осциллограмму и определить амплитуду и период исследуемого сигнала, используя откалиброванные ручки усиления канала "Y" и установки периода временной развертки.

П

38

родемонстрировать калибровочный сигнал (Рис. 5), снимаемый с боковой панели осциллографа (выход 1V 1kHz). Зная величину выходного напряжения и частоту калибровочного сигнала, можно проверить точность калибровки ручки усиления канала "Y" и периода временной развертки. Высота осциллограммы должна быть равна 1 V, а период П-образного импульсного сигнала должен, соответственно, равняться 1 ms.

Д

ля демонстрации синусоидального сигнала к пластинам вертикального отклонения осциллографа необходимо подключить звуковой генератор (Рис. 6). Определить амплитуду и период синусоиды. Продемонстрировать преподавателю полученные осциллограммы и показать возможность изменения характеристик исследуемых сигналов при помощи органов управления осциллографом и звуковым генератором.

2. Снятие вольт-вольтовых характеристик.

Для снятия функциональных зависимостей одной величины от другой от пластин "Х" отключается генератор временной развертки и подключается усилительный блок канала "Х". Необходимо, чтобы величина, выступающая в роли аргумента, менялась по периодическому закону, например – по синусоидальному: .

Н

39

аиболее часто встречающиеся зависимости такого вида – вольт-амперные характеристики электронных приборов, т.е. зависимости силы тока, протекающего через прибор, от поданного на него напряжения. Для снятия сигнала, пропорционального току последовательно с исследуемым прибором подключается резисторR с известным сопротивлением – датчик тока, причем величина этого сопротивления должна быть невелика, чтобы не влиять на общее сопротивление цепи и не искажать характеристику. Пластины "Y" подключаются к датчику тока, пластины "Х" – к исследуемому прибору. На (Рис. 7) приведены схемы и осциллограммы вольт-амперных характеристик полупроводникового диода и неоновой лампы. Источником переменного напряжения служит ВС-24. Необходимо отметить, что в обеих схемах точка между резистором и исследуемым прибором является общей для входов "Y" и "Х", поэтому к ней должны быть подведены провода, соединенные с корпусом осциллографа.

3. Определение частоты сигнала и сдвига фаз методом фигур Лиссажу.

При подаче на пластины "Y" и "Х" осциллографа гармонических сигналов на экране получаются кривые различной формы, получившие название фигур Лиссажу. Форма фигур и их ориентация относительно осей определяется соотношением частот и сдвигом фаз между сигналами, подаваемыми на различные пластины осциллографа. Осциллограф С1-83 двухлучевой, что дает возможность пронаблюдать как временную развертку складываемых сигналов, так и результат сложения.

Д

ля наблюдения фигур Лиссажу необходимо на одни пластины осциллографа подать сигнал со звукового генератора, а на другие – с переменного выхода источника тока ВС-24 (Рис. 8). Простейшая фигура – эллипс получается при совпадении частот двух источников, причем при точном совпадении эллипс не должен вращаться. Если эллипс вращается, это означает, что частоты немного не совпадают и разность фаз колебаний плавно меняется. Если частоты складываемых колебаний отличаются в целое число раз (в 2, в 3 и т.д.) то на экране осциллографа при определенной разности фаз получается вертикальная или горизонтальная восьмерка с двумя, тремя и более петлями.

Подбирая частоту звукового генератора, пронаблюдать и проанализировать вид фигур, получающихся при соотношении частот 1:1, 1:2, 2:1, 3:1 и т.д., определить частоту сигнала, снимаемого с ВС-24.

С

40

хема для определения сдвига фаз с помощью фигур Лиссажу выглядит похоже на схемы для снятия вольт-вольтовых характеристик. На экране осциллографа при подаче напряжения с ВС-24 на последовательно соединенные резистор и конденсатор (или катушка индуктивности) получается на

клонный эллипс, по углу наклона которого можно судить о величине сдвига фаз (Рис. 9). Он определяется по формулам:

,

где X₀, Y₀ – проекции эллипса на оси координат, а x_0, y₀ – отрезки между точками пересечения эллипса с осями координат.

О

пределить сдвиг фаз между колебаниями напряжения на резисторе и реактивном сопротивлении (конденсаторе или катушке индуктивности) можно и другим способом, используя двухлучевой осциллограф (Рис. 10). В этом случае включается временная развертка на оба входа "Y1" и "Y2", на которые подаются сигналы с резистора и с конденсатора (или катушки), и по смещению одной синусоиды относительно другой определяется сдвиг фаз одного сигнала относительно другого:

,

причем знак сдвига фаз определяется по тому, опережает или отстает синусоида U_C или (U_L)относительно U_R.